DE2502091A1

DE2502091A1 - Verriegelungsvorrichtung fuer ein betaetigungsorgan eines elektrischen geraets

Info

Publication number: DE2502091A1
Application number: DE19752502091
Authority: DE
Inventors: Jean Hennemann
Original assignee: Unelec SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1974-01-22
Filing date: 1975-01-20
Publication date: 1975-07-24
Also published as: FR2258698A1; DE2502091C2; IN142327B; GB1493964A; US3947791A; YU10575A; JPS50103678A; IT1028424B; AU7669474A; FR2258698B1; ES434008A1

Description

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Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER PATENTASSESSOR O C Π 0 Γ) Q 1

SOSPI GmbH

80OO Mü.-ichen 8O
Zeppeilnstr. 63

UNELEC
38, avenue Kleber
75784 PARIS CEDEX 16
(Frankreich)

VERRIEGELUNGSVORRICHTUNG FÜR EIN BETÄTIGUNGSORGAN EINES ELEKTRISCHEN GERÄTS .

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für ein Betätigungsorgan eines elektrischen Geräts, die mit geringem Energieaufwand ausgelöst werden kann? die Vorrichtung umfaßt ein Sperrglied, das zwischen einer Klinke und einem die Verriegelung steuernden Organ liegt; die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die sowohl den Aufbau der Vorrichtung als auch den die Verriegelung bewirkenden Bewegungsablauf betreffenden Maßnahmen, durch die ein genaues Arbeiten der Vorrichtung mit der erforderlichen Geschwindigkeit und mit einem

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geringen Energieaufwand für die Betätigung des Organs erreicht werden soll.

Was Verriegelungskontakte betrifft, so ist es bereits bekannt, die Gleitreibung durch die wesentlich geringere Rollreibung zu ersetzen, indem für die relativ zueinander bewegten Teile rollende Konstruktionselemente verwendet werden. Insbesondere ist es bekannt, als Sperrglied zwei übereinander angeordnete Rollorgane zu verwenden, zwischen denen eine Stange verläuft, die durch die Verriegelungskraft von den Rollorganen eingeklemmt wird und die zur Betätigung des Verriegelungsvorgangs dient. Die Tatsache jedoch, daß diese Betätigungsstange der gesamten Verriegelungskraft ausgesetzt ist, macht die genaue Positionierung von einer großen Beanspruchung ausgesetzten Teilen schwierig. Darüber hinaus ruft'die für die eine Translationsbewegung durchführende Steuerstange notwendige Führung Steuerbeanspruchungen hervor, die groß sein können, wenn das System schlecht justiert ist oder ungenaue Positionierungen vorhanden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Nachteil bei einer wie eingangs erwähnten Vorrichtung auszuräumen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied aus einem Drehlager und mindestens einer koaxial liegenden Scheibe gebildet wird, die mit ihrem Umfang mit der Klinke bzw. mit einer Auflagefläche in rollendem Kontakt steht, und dae das Sperrglied lose auf dem Auslöseorgan angebracht ist.

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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der beiliegenden vier Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in Verbindung mit einem Ausschalter.

Fig. 2a, 2b und 2c stellen dieselbe Verriegelungsvorrichtung in verschiedenen Stellungen dar, d.h., vor, während und nach der Entriegelung.

Fig. 3 zeigt eine Explosionszeichnung des Sperrglieds gemäß Fig. 2. -

Fig. 4 zeigt einen Axialschnitt durch das erfindungsgemäße Sperrglied.

Gemäß Fig. 1 ist die Verriegelungsvorrichtung 1 auf dem Ausschalter 2 montiert, der mit einem Kipphebel 3 ausgestattet ist, mit dem durch Bewegen entlang einem Pfeil 4 ein beweglicher Kontakt 5 auf einem festen Kontakt 6 des Ausschalters 2 in Schließstellung gebracht werden kann.

Eine durch die Verriegelungsvorrichtung 1 verriegelte Klinke 7 dient als Riegel für ein Teil 8 des Betätigungsmechanismus des Ausschalters·2 mit Hilfe einer auf ihm sitzenden Sperre

Mit der Verriegelungsvorrichtung 1 kann der Ausschalter durch Betätigung eines Steuerhebels 10, der unter dem Einfluß einer äußeren Kraft in Richtung des Pfeils 12 um seine Achse 26, die einen Achsenbolzen 11 trägt, gedreht wird, automatisch geöffnet werden, indem nämlich ein Sperrglied 13 die Klinke 7 freigibt, deren Drehung um ihre Achse 14 ihrerseits den Mechanismus des Ausschalters %/freisetzt und die Trennung der Kontakte '

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5 und 6 gewährleistet, wobei das den Kontakt 5 tragende Teil um die Achse 15 gedreht wird. Dies setzt natürlich voraus, daß vor dem mit Hilfe des Kipphebels 3 manuell durchgeführten Schließen der Mechanismus des Ausschalters durch Bewegen des Hebels 3 in Richtung eines Pfeils 16 neu gespannt wird.

Das Sperrglied 13 umfaßt seinerseits ein Lager 17, das um eine Achse 25 und eine Lagerwelle 18 gedreht werden kann und zwischen zwei auf der Achse 18 koaxial sitzenden Scheiben 19 angeordnet ist, die mit der festen Achse 11 mit ihrem Umfang in rollendem Kontakt stehen. Die Lagerwelle 18 ist lose in den Aussparungen 20 eines Gabelgelenks 21 angeordnet, das eins der Enden des Betätigungshebels IO bildet; eine fest angebrachte Feder 22 drückt dauernd mit geringer Kraft, die jedoch dazu ausreicht, das Sperrglied 13 zu halten, auf die Scheiben. 19.

In Verriegelungsstellung befindet sich das Lager 17 mit seinem Umfang an zwei Punkten 23 und 24 mit der Klinke 7 in Berührung und sorgt so für den Verriegelungskontakt sowie für die Beibehaltung der Lage des Sperrglieds 13, während die Scheiben 19 auf den Achsbolzen 11 drücken.

In den Fig. 2a, 2b, 2c sind die dieselben Funktionen ausübenden Teile mit denselben Referenzen versehen wie in Fig. Die Druckfeder 22 des Sperrglieds 13 wurde hier nicht dargestellt,

Fig. 2a zeigt·; wie die Klinke 7 verriegelt ist. Ihr oberer Berührungspunkt 23 mit dem Sperrglied 13 liegt so, daß die durch den Punkt 23 und die Achse 25 verlaufende Gerade auf der der Klinke 7 zugewandten Seite in der· Nähe der Achse 26 des

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festen Achsbolzens 11 vorbeiläuft. Ein auf der Gabel 21 befestigter Anschlag 27 bestimmt durch seine Berührung mit der Klinke 7 die Stellung des Sperrglieds 13, wenn es die Verriegelungsfunktion ausübt.

Fig. 2b zeigt, wie durch das Drücken des Betätigungshebels 10 in Richtung des Pfeils 12 die Verriegelungsvorrichtung in Bewegung versetzt wird, der Kontakt des Anschlags 27 mit der Klinke 7 aufhört und der Berührungspunkt der Klinke 7 bei der Verriegelung durch das Sperrglied 13 jetzt ein Punkt 29 geworden ist, der in Flucht mit den Achspunkten 25 und 26 liegt.

Damit die Verriegelungsvorrichtung aus ihrer Stellung gemäß Fig. 2a in die Stellung gemäß Fig. 2b übergeht, muß auf das Sperrglied 13 eine Kraft einwirken. Nennt man die Verriegelungskraft, d.h. die im Punkt 23 durch die Klinke 7 auf das Sperrglied 13 in Richtung der Geraden 23, 25 ausgeübte Kraft, F und vernachlässigt man die Rollreibungskräfte, die auf dem Sperrglied 13 sowohl im Punkt 23 als auch in den Berührungspunkten der Scheiben 19 mit der festen Welle 11 auftreten, so kann angenommen werden, daß die senkrecht zur Geraden 23, 25 im Punkte 25 einwirkende Kraft proportional zum Produkt F . a ist, wobei aufgrund des kleinen Werts des Winkels a der Sinuswert dem Bogenwert gleichgesetzt werden kann : dies ist die Kraft, die überwunden werden ' muß, um die Entriegelung durchzuführen; da die Elementararbeit , proportional zu F.a.da ist, wobei da die Grundwinkelveränderung bedeutet, ist die für den Übergang von der Stellung gemäß Fig. 2a, für die der Anfangswinkel a ist, zur Stellung gemäß Fig. 2b, für ■

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die der Endwinkel Null ist, aufzuwendende Energie proportional

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zu a und folglich sehr gering.

Für den Übergang von der Stellung gemäß Fig. 2b zur Stellung gemäß Fig. 2c braucht keine Kraft mehr aufgewandt zu werden, da die im Punkt 25 einwirkende Tangentialkraft nach ihrer Annullierung ihre Richtung gewechselt hat und es jetzt die Feder des Mechanismus des Ausschalters 2 ist, die die Energie für die Bewegung der Vorrichtung liefert.

Fig. 3 zeigt, wie die Feder 22 auf die Scheiben 19 drückt, um das Sperrglied in den Aussparungen 20 der Gabel 21 zu halten, in denen sich die Enden der Lagerwelle 18, die das Drehlager 17 trägt, bewegen. Darüber hinaus sorgt die Feder für die Rückkehr des Sperrglieds 13 und des Betätigungshebels 10 in die Verriegelungsstellung gemäß Fig. 2a, wenn der Ausschalter neu gespannt wird, wobei die Klinke 7 in ihre Anfangsstellung gemäß Fig. 2a zurückgeholt wird. Diese automatische Rückkehr kann nur dann durchgeführt werden, wenn die Krafteinwirkung auf den Betätigungshebel 10 in Richtung des Pfeils 12 aufgehört hat. Anderenfalls ist es unmöglich, den Verrie ge lungs mechanismus neu zu spannen und folglich den Ausschalter wieder zu schließen.

Fig. 4 zeigt, daß es sich bei dem Drehlager um ein Lager 30 mit Rollen 31 handelt, dessen innerer Rollenkäfig 32 unter Kraftaufwand auf die Welle 18 aufgepreßt ist, während der äußere Käfig 33 als Auflagefläche für die Klinke 7 (Fig. 3) dient. Die Scheiben 19 sind auf die Welle 18 so aufgeschattet, daß bei den Verriegelungs- und Entriegelungsvorgängen lediglich

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die Rollkräfte der Scheiben 19 auf der festen Welle 11 zum Tragen kommen.

Aufgrund der Verwendung von Rollreibungskraften fallen bei dieser Vorrichtung die Unsicherheiten hinsichtlich des "Werts di-eser Kräfte fort, was einen doppelten Vorteil mit sich bringt: die genaue Stellung der Vorrichtung im Zustand der Verriegelung und die genaue Arbeitsweise ausgehend von diesem Zustand.

Da die zum Tragen kommenden Kräfte verkleinert werden, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem einen leichteren Aufbau, geringeren Verschleiß und somit eine höhere Zuverlässigkeit und Arbeitsgeschwxndxgkeit als bekannte Vorrichtungen auf.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verriegelungsvorrichtung für ein Betätigungsorgan eines elektrischen Geräts mit einem zwischen einer Klinke und einem die Verriegelung auslösenden Organ liegenden Sperrglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (13) aus einem Drehlager (17) und mindestens einer koaxial hierzu liegenden Scheibe (19) gebildet wird, die mit ihrem Umfang mit der Klinke (7) bzw. mit einer Auflagefläche (11) in rollendem Kontakt steht, und daß das Sperrglied lose auf dem Auslöseorgan (10) angebracht ist.

2 - Verriegelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Drehlager (17) um ein Kugellager (30) handelt, bei dem der Durchmesser des äußeren Kugelkäfigs (33) kleiner als der der Scheiben (19) ist, die fest auf der Welle (18), auf die der innere Käfig (32) des Kugellagers (30) aufgeschäftet ist, angeordnet sind, und daß die Welle (18) lose in Aussparungen (20) der Gabel (21) des das Auslöseorgan bildenden Hebels (10) montiert ist.

3 - Verriegelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Auflagefläche um eine fest zylindrische Welle (11) handelt.

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4 - - Verriegelungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseorgan (10) drehbar auf der festen zylindrischen Welle (11) montiert ist.

5 - Verriegelungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (22) das Sperrglied (13) in der Gabel (21) hält und für eine automatische Rückkehr des Sperrglieds (13) und des Auslöseorgans (10) in die der Verriegelung entsprechende Lage sorgt, wenn die Klinke (7) in diese Stellung zurückgebracht wird.

6 - Verriegelungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, d a du rc h gekennzeichnet, daß im verriegelten Zustand ein Hilfsdruckmittel (22) der Welle (18) des Sperrglieds (13) eine Lage verleiht, in der sich ihre Achse (25) nahe der den Verriegelungskontaktpunkt (23) mit der Achse (26) der zylindrischen Welle (11) verbindenden Geraden befindet und im Verhältnis zu ihr auf der Seite der Klinke (7) liegt.

7 - Verriegelungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ein am Ende der Gabel (21) des Auslöseorgans (10) angebrachter Anschlag (27) mit der vorderen Spitze der Klinke (7) zusammenwirkt.

8 - Verriegelungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (17) des Sperrglieds (13) für die Klinke (7) einen zweiten Kontaktpunkt (24) bietet. .

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